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胡修棉团队挑战传统理论认知:青藏高原“义敦岛弧”是大陆碰撞岩浆带

发布时间:2026-01-09 浏览次数:10

我国青藏高原东部一条绵延500公里、具有典型“弧”地球化学特征的岩浆岩带(图1),被国际地学界普遍认定为“义敦岛弧”,并被视为三叠纪大洋板块俯冲的直接证据。这一模型不仅被广泛应用于重建古特提斯洋的演化历史,也对区域矿产勘查具有重要指导意义。

1 青藏高原东部甘孜-理塘地区地质简图,红色为义敦岩浆岩

关键地球物质循环与成矿全国重点实验室骨干胡修棉教授对此传统理论认知提出了挑战,联合意大利米兰比可卡大学、东华理工大学组成的国际研究团队,通过多学科交叉研究,发现这些具有“岛弧”特征的岩浆岩并非形成于大洋俯冲背景,而实为大陆碰撞阶段的产物。成果在线发表于国际权威地学期刊《Terra Nova》。

一、破局发现:关键野外证据一锤定音

研究团队在青藏高原东缘的中咱地体(即传统“义敦岛弧”所在区域)开展了精细野外调查(图2),获得了一项决定性证据:三叠纪花岗质岩石侵入并烘烤了下-中三叠统深水浊积岩,在接触带形成了典型红柱石角岩(一种高温热接触变质岩石)(图3)。这一野外地质接触关系如“地质时间印章”,确凿无疑表明巨厚浊积岩的沉积发生在前,“弧型”岩浆侵入在后,与大洋俯冲带“沟--盆”系统同时发育的经典模式完全不符。

2 青藏高原东缘中咱地体典型花岗岩地貌(稻城-亚丁地区),岩体为本次研究关键对象

3 义敦岩浆岩大陆碰撞成因岩石学证据:(A)典型显微照片;(B)花岗岩和三叠系侵入接触形成红柱石角岩;(C)三叠系浊积岩底面构造

二、沉积学验证:沉积物“指纹”指向北部物源

如果义敦为前人认识的岛弧,则其周围的三叠纪浊积岩应含大量来自义敦的火山碎屑物资。为验证此,团队通过系统的沉积学与物源分析追溯了浊积岩的物源,结果显示,中咱地体的三叠纪浊积岩与东侧巨厚的松潘-甘孜盆地浊积岩具有完全一致的“物源指纹”:相同的砂岩碎屑组成、高度重合的碎屑锆石年龄谱(图4)。更重要的是,古水流测量指示这些陆源碎屑均来自北部(图4)。综合表明,中咱与松潘-甘孜的三叠纪深水沉积物主要源自北侧的祁连山-东昆仑-秦岭造山带,而非来自理论假设的岩浆岛弧。这证明在岩浆活动之前,两地同属一个接受北部物源的统一深海盆地。

4 中咱和松潘-甘孜地体三叠系浊积岩对比:(AQFL(石英-长石-岩屑)三角图解;(B)古水流分析;(C)碎屑锆石年龄累积曲线图



三、重新解读:“弧型”地球化学信号实为碰撞产物

尽管研究区晚三叠世岩浆岩具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素等“岛弧型”岩石地球化学特征,但其显著富集的全岩Sr-Nd同位素与锆石Hf同位素组成显示,它们主体来源于古老大陆地壳的重熔再造,而非洋-陆俯冲背景下由板片流体交代地幔楔形成的典型弧岩浆。

这类“弧型”岩浆实际上是同碰撞阶段,因深部地幔上涌诱发先存陆壳部分熔融而形成的产物。类似现象在冈底斯、扎格罗斯、阿尔卑斯等碰撞造山带亦有记录和发现。

四、意义与启示:重塑古特提斯演化模型,提供全球新范例

本次研究系统论证了中咱与松潘-甘孜地体在晚三叠世共同构成一个受碰撞造山作用改造的统一大陆地块(图5)。传统定义的“义敦岛弧”应被重新解读为 “同碰撞岩浆带”。

这一新认识挑战了“弧型地球化学特征即指示大洋俯冲”的推定,强调必须结合详实的野外地质、沉积记录与同位素地球化学示踪进行综合判别,对全球造山带重建具有重要方法论启示。

5 基于义敦地体研究构建的青藏高原东缘沉积-大地构造演化模式图

研究还为厘清古特提斯洋的闭合时间与机制提供了关键证据,为理解青藏高原东缘三叠纪大地构造演化提供了全新视角。在矿产资源研究和勘查方面,以三江地区普朗铜矿为代表的大型成矿带应形成于大陆碰撞背景,而非之前的“大洋俯冲相关弧环境”,重新认识了成矿带的成因机制,修正了勘查方向。在全球尺度,为全球造山带中类似“弧型”岩浆的成因判别与相关成矿研究确立了重要范例。

论文第一作者和通信作者为胡修棉教授,参与本项工作的有温定军、潘应娣、Eduardo Garzanti教授、邓涛、董小龙、马安林、赵卓昊。研究得到国家深地探测与矿产资源勘查重大项目、国家自然科学基金特提斯重大研究计划等项目资助。

论文信息:Hu, X., Wen, D., Pan, Y., Garzanti, E., Deng, T., Dong, X., Ma, A., Zhao, Z. (2026). Syn-Collisional Origin of Yidun Arc-Like Magmas and Northern Provenance of Songpan-Ganzi Turbidites (Eastern Tibet). Terra Nova. 链接:https://doi.org/10.1111/ter.70025